1、第二节分子的立体构型填表电子式 键的类型及个数 键个数 CO2 H2O NH3 CH4 提示 OCO 2 个 pp 键 2 HOH 2个 sp 键 0 HN,HH 3 个 sp 键 0 HCH,HH 4 个 sp 键 01.认识共价分子结构的多样性和复杂性。2.能根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。（重点、难点）3.能说明简单配合物的成键情况。三原子分子三原子分子的立体构型有_形（如_）和V形（如_）两种。四原子分子四原子分子主要有_、_两种立体构型。例如甲醛分子呈_形，键角约为_；氨分子呈_形，键角_。另外白磷分子呈_形，键角_。笃学一 形形色色的分子1.2.直线C
2、O2H2O平面三角形三角锥形平面三角120三角锥107.3正四面体60五原子分子五原子分子常见的空间构型为_形，如常见的_和_，键角都是_。3.正四面体CH4CCl410928价层电子对理论认为，分子的立体构型是“_”相互排斥的结果。价层电子对是指分子中的中心原子上的电子对，包括_和_。键电子对数可由_确定。由价层电子对的相互排斥，得到_的VSEPR模型，然后，略去VSEPR模型中的中心原子上的_，便可得到_。笃学二 价层电子对互斥理论1.价层电子对键电子对中心原子上的孤电子对分子式中心原子上的孤电子对数12（axb）。其中 a 为_，x 为_，b 为_。2.中心原子的价电子数与中心原子结合的
3、原子数与中心原子结合的原子最多能接受的电子数3.含有孤电子对孤电子对分子的立体构型概念：在外界条件影响下，原子内部能量_的原子轨道重新组合的过程叫_，组合后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。杂化轨道的类型（1）sp杂化笃学三 杂化轨道理论简介sp 杂化轨道是由一个_和一个_组合而成的。每个 sp 杂化轨道含有12s 轨道和12p 轨道的成分，实例：BeCl2，CO2。sp 杂化轨道间的夹角为_，呈直线形（如 BeCl2）。1.接近轨道的杂化2.s轨道p轨道180（2）sp2 杂化sp2 轨化轨道是由一个_和_组合而成，每个 sp2 杂化轨道含有13s 轨道和23p 轨道的
4、成分，sp2 杂化轨道间的夹角为_，呈_（如 BF3）。（3）sp3 杂化sp3 杂化轨道是由_和_组合而成，每个 sp3 杂化轨道含有14s 轨道和34p 轨道的成分，sp3 杂化轨道间的夹角为_，呈正_（如 CH4、CF4、CCl4）等。s轨道两个p轨道120平面三角形一个s轨道三个p轨道10928四面体形配位键（1）概念：_由一个原子_提供而跟另一个原子形成的共价键，即“电子对给予接受键”，是一类特殊的_。（2）表示配位键可以用_来表示，其中A是_孤电子对的原子，叫做给予体；B是_电子对的原子，叫做接受体。配位化合物（1）概念：_与某些_（称为_）以_结合形成的化合物，简称配合物。笃学四
5、 配合物理论简介1.2.共用电子对单方面共价键AB接受金属离子（或原子）分子（或离子）配体配位键提供（2）配合物的形成举例实验操作 实验现象 有关离子方程式 滴加氨水后，试管中首先出现_，氨水过量后沉淀逐渐_，滴加乙醇后析出_ 溶液颜色_ Fe33SCN=Fe（SCN）3 蓝色沉淀溶解深蓝色晶体变红Cu22NH3H2O=Cu（OH）22NH4Cu（OH）24NH3=Cu（NH3）422OHCu（NH3）42SO42H2O=乙醇Cu（NH3）4SO4H2O 常见分子的空间构型是怎样的？提示（1）双原子分子都是直线形，如：HCl、NO、O2、N2等。（2）三原子分子有直线形，如：CO2、CS2等；
6、还有V形，如：H2O、H2S、SO2等。（3）四原子分子有平面三角形，如：BF3、BCl3、CH2O等；有三角锥形，如：NH3、PH3等；也有正四面体，如：P4。（4）五原子分子有正四面体，如：CH4、CCl4等，也有不规则四面体，如：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3。另外乙烯分子和苯分子都是平面形分子。【慎思1】几种分子或离子的中心原子上的孤电子对数提示 S 6 2 2 1 N 514 4 1 0 C 426 3 2 0【慎思2】分子或离子 中心原子 a x b 中心原子上的孤电子对数 SO2 NH4 CO32 杂化轨道与共价键的类型的关系是怎样的？提示 杂化轨道只能用于形成键或者用来容
7、纳未参与成键的孤对电子，不能形成键；未参与杂化的p轨道可用于形成键。【慎思3】用杂化轨道理论分析CH4的中心原子的杂化类型。提示 在形成CH4分子时，碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键形成甲烷分子，所以四个CH是等同的。可表示为：【慎思4】用杂化轨道理论分析NH3呈三角锥形的原因。提示 NH3分子中的N原子价电子排布图为，1个2s轨道与3个2p轨道杂化后，形成4个sp3杂化轨道，其中3个杂化轨道中是单电子，分别与3个H原子形成键，一个杂化轨道中是成对电子，不形成共价键。sp3杂化轨道应为正四面体构型
8、，但由于孤电子对不形成化学键，故NH3分子为三角锥形。【慎思5】在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是如何形成的？该化学键如何表示？提示 在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的，该离子可表示为：【慎思6】配制银氨溶液时，向AgNO3溶液中滴加氨水，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，为什么？提示 因为氨水呈弱碱性，滴入AgNO3溶液中，会形成AgOH白色沉淀，继续滴加氨水时，NH3分子与Ag形成Ag（NH3）2配合离子，配合离子很稳定，会使AgOH逐渐溶解，反应过程如下AgNH3H2O=AgOHNH4AgOH2NH3=
9、Ag（NH3）2OH【慎思7】价层电子对互斥理论可以用来预测分子的构型，在应用该理论时应把握住以下几个要点：在AXm型分子中，中心原子A的周围配置的原子或原子团的几何构型，主要决定于中心原子价电子层中电子对（包括成键电子对和未成键的孤对电子对）的互相排斥作用，分子的几何构型总是采取电子对相互排斥作用最小的那种结构。要点一|分子结构与价层电子对互斥理论之间的关系1.在AXm型分子中，A与X之间通过两对或三对电子（即通过双键或三键）结合而成，则价层电子对互斥理论把双键或三键作为一个电子对。价层电子对之间相互排斥作用大小的一般规律：孤对孤对孤对键对键对键对。中心原子的价层电子对数目和空间构型的关系为
10、：价层电子对数 2 3 4 5 6 电子对空间构型 直线形 平面三角形 四面体 三角双锥 八面体 2.3.4.价层电子对互斥理论对几种分子或离子的立体构型的推测5.分子 或离子 中心原子上的孤电子对数 分子或离子的价层电子对数 VSEPR模型 VSEPR模型名称 分子或离子的立体模型 分子或离子的 立体构 型名称 CO2 0 2 直线形 直线形SO2 1 3 平面三角形 V形 CO32 0 3 平面 平面三角形CH4 0 4 正四面体形 正四面体形 用价层电子对互斥理论推测下列分子的空间构型：BeCl2 NH3 H2O PCl3解析 中心原子Be的价电子都参与成键，所以可以根据中心原子的周围原
11、子数来判断为直线形，中心原子有孤对电子，孤对电子也要占据中心原子周围的空间，所以为三角锥形，为V形，为三角锥形。答案 直线形 三角锥形 V形 三角锥形【例1】下列分子或离子的空间构型为平面三角形的是（）A.NO3B.NH3C.H3OD.CO2答案 A【体验1】解析 NO3中 N 的孤电子对数（5132）20，所以NO3中无孤对电子，N 原子通过三对电子与 O 成键，空间构型为平面三角形，NH3 中 N 的孤电子对数为（53）21，H3O中 O的孤电子对数为（631）21，在 NH3 和 H3O中都有 1 对孤对电子，还有 3 对电子成键，所以 NH3、H3O的空间构型都为三角锥形，在 CO2
12、中 C 的孤电子对数为（422）20，没有孤对电子，只有 2 对 键电子对，故 CO2 分子为直线形。价层电子对互斥模型及原子的杂化轨道理论的建立都是为了解释分子的立体构型，所以必须要会利用这两种理论去解释某些分子、离子的空间立体结构。用价层电子对互斥理论来判断分子的立体构型的一般规律是：（1）判断中心原子的孤对电子数。（2）找出与中心原子相连的原子个数（即共价键数）。（3）若二者相加等于2，那么中心原子采用sp杂化，VSEPR模型为直线形，分子空间构型为直线形。二者相加等于3，那么中心原子采用sp2杂化，VSEPR模型为平面三角形，分子空间构型可能为V形或平面三角形。二者相加等于4，那么中心
13、原子采用sp3杂化，VSEPR模型为四面体形，分子空间构型可能为V形、三角锥形或正四面体形。要点二|分子的立体构型与价层电子对互斥理论及原子的杂化轨道的理论的关系1.VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型2.VSEPR模型 VSEPR 模型名称 直线形 平面三角形 四面体 平面三角形 四面体 正四面体 中心原子 的杂化轨 道类型 sp sp2 sp3 sp2 sp3 sp3 典型例子 CO2 SO2 H2O SO3 NH3 CH4 根据价层电子对互斥理论及原子的杂化理论判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式为（）。A.直线形 sp杂化B.三角形 sp2杂化C.三角锥形 sp2杂化D.三角
14、锥形 sp3杂化解析 判断分子的杂化方式要根据中心原子的孤对电子数以及与中心原子相连的原子个数。在NF3分子中N原子的孤对电子数为1，与其相连的原子数为3，所以根据价层电子互斥理论分子构型为三角锥形，进而可推知中心原子的杂化方式为sp3杂化，类似NH3。答案 D【例2】下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是（）。A.CO2与SO2B.CH4与NH3C.BeCl2与BF3D.C2H4与C2H2解析 题中A选项CO2为sp杂化，SO2为sp2杂化，故二者不相同，A项不正确；B选项中CH4为sp3杂化，NH3为sp3杂化，二者相同，故B项正确；C选项中BeCl2为sp杂化，BF3为sp2杂化，不
15、合题意；D选项中C2H4为sp2杂化，C2H2为sp杂化，二者不相同，故D项不正确。答案 B【体验2】配位键的特点（1）配位键是一种特殊的共价键，但形成配位键的共用电子是由一方提供，给予体有孤对电子，接受体有空轨道。（2）过渡金属原子或离子都有接受孤对电子的空轨道，对多种配体具有较强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多。配位键的形成对分子构型的影响若分子中含有孤对电子，则容易与含有空轨道的原子或离子形成配位键，随着配位键的形成，相应的分子空间构型也发生变化。要点三|配位键及配合物的组成1.2.（1）由于中心原子（ABn型分子）上的孤对电子也占据原子周围的空间，并参与相互排斥，这就使
16、得价层电子对（包括键和孤对电子）的空间构型与分子（原子的空间排布）的空间构型不同，但是判断分子的空间构型必须根据价层电子对的空间构型，如在H2O分子中有两个键和2对孤对电子，由于排斥作用使这四对价层电子对呈四面体形排布，因此水分子中两个H与O的空间结构为“V”形，即水分子的空间结构为“V”形。（2）当孤对电子形成配位键时，价层电子对的空间构型没变化，但由于使原子数增多，故分子（或离子）的结构也相应的变化。如H3O中由于多一个H，使H3O的空间构型呈三角锥形而与H2O 的构型不同。配合物的组成配合物是由内界和外界组成的，内界是由中心离子和配位体组成的，如右图所示配合物的内界是以配位键形成的，一般
17、不电离，而内界和外界之间是通过离子键相结合的，可以完全电离。3.有两种络合物：A.CoCl35NH3H2OB.CoCl35NH3H2O试根据下面的实验结果，确定它们的络离子、中心离子和配位体。（1）A和B的水溶液呈微酸性，向其中加入强碱并加热至沸腾，有NH3放出，同时有Co2O3的沉淀。（2）向A和B的溶液中，加入AgNO3后均有AgCl沉淀：（3）沉淀过滤后，再加AgNO3均无变化，但加热至沸腾，B溶液又有AgCl沉淀生成，其沉淀量为原来B溶液的一半。【例3】解析 根据实验（1）可知两种物质络离子被破坏，而放出NH3。根据（2）可知：Cl为外界，加AgNO3后有沉淀析出。由（3）可知：A再滴
18、加AgNO3，加热前后无变化，证明Cl全是外界，而B再滴加AgNO3加热后，沉淀量为原来的一半，证明由2个Cl在外界，1个Cl在内界，所以A：Co（NH3）5H2OCl3B：Co（NH3）5ClCl2H2O答案 A：Co（NH3）5H2OCl3，络离子为Co（NH3）5H2O3，中心离子为Co3，配位体NH3、H2OB：Co（NH3）5ClCl2H2O，络离子为Co（NH3）5Cl2，中心离子为Co3，配位体NH3、Cl配合物中外界离子能电离出来，而内界离子不能电离出来，通过实验及其数据可以确定内界和外界离子的个数，从而可以确定其络离子、中心离子和配位体。向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加氨水，先生
19、成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的说法正确的是（）。A.反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2的浓度不变B.沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子Cu（NH3）22C.Cu（NH3）42的空间构型为正四面体形D.在Cu（NH3）42配离子中，Cu2给出孤电子对，NH3提供空轨道【体验3】解析 答案 C如何判断分子（离子）的空间构型判断分子或离子空间构型的方法有很多，归纳如下：（1）用VSEPR理论判断。（2）用键角判断，分子的空间构型和键角的关系如下表所示：【探究原理】实验探究四 分子（离子）空间构型的判断分子类型 键角 空间构型 实 例 AB2 180 直
20、线形 CO2、BeCl2 180 V形 H2O、H2S AB3 120 平面三角形 BF3、BCl3 120 三角锥形 NH3、PH3、H3O AB4 10928 正四面体形 CH4、CCl4、NH4（3）根据等电子原理判断通常情况下，等电子体的空间构型相同，如SO2与O3均为V形，CH4与NH4均为正四面体形。常见的等电子体及其空间构型如下表所示：类 型 实 例 空间构型 2个原子10个价电子的等电子体 N2、CO、NO、C22、CN 直线形 3个原子16个价电子的等电子体 CO2、CS2、N2O、NCO、NO2、N3、NCS、BeCl2 直线形 3个原子18个价电子的等电子体 NO2、O3
21、、SO2 V形 4个原子24个价电子的等电子体 NO3、CO32、BO33、CS32、BF3、SO3 平面三角形 5个原子32个价电子的等电子体 SiF4、CCl4、BF4、SO42、PO43 4个键，正四面体形 7个原子48个价电子的等电子体 SF6、PF6、SiF62、AlF63 6个键，正八面体形（4）根据杂化轨道类型判断由于杂化轨道类型不同，杂化轨道间的夹角也不相同，其成键时键角也就不相同，故杂化轨道类型与分子空间构型有关。如下表所示：杂化类型 sp sp2 sp3 用于杂化的原子轨道数 2 3 4 杂化轨道间的夹角 180 120 10928 空间构型 直线形 平面三角形 四面体形
22、指出下列分子或离子中的杂化轨道类型及分子或离子的路易斯结构式。（1）CO2中的C：，。（2）BF3中的B：，。（3）CH4中的C：，。（4）NH3中的N：，。思路点拨 杂化轨道所用原子轨道的能量要相近，且杂化轨道只能用于形成键，剩余的p轨道还可形成键。CO2分子中C原子用价电子层的1个s轨道和1个p轨道发生sp杂化，形成2个sp杂化轨道，分别与两个O原子形成键，C【问题探究】原子剩余的两个相互垂直的p轨道分别与两个O原子的p轨道形成键。BF3中的B原子发生sp2杂化，其路易斯结构式为；CH4中的C原子发生sp3杂化，其路易斯结构式为；NH3中的N原子发生sp3杂化，其路易斯结构式为。答案（1）单击此处进入 活页规范训练